ENTORNOS INTEGRADOS DE ENSEÑANZA VIRTUAL. José

ENTORNOS INTEGRADOS DE ENSEÑANZA VIRTUAL. José Alfonso Accino
Domínguez
Fuente: Enseñanza virtual para la innovación universitaria
II PARTE
En los años 80 era común el uso en Internet de herramientas orientadas a
texto, como Telnet, que se gestionaba mediante órdenes introducidas por medio
del teclado (command line). A esa etapa corresponden los primeros espacios
virtuales de comunicación. Su origen se remonta a los juegos de a los juegos de
aventuras textuales comunes en los primeros ordenadores personales, como los
conocidos juegos de *dragones y mazmorras* en los que el jugador exploraba,
utilizando una interfaz textual, un espacio virtual compuesto por diversas salas.
La expansión de las redes dio lugar en lis 8º a la variante MUD (Multi User
Dungeon o Multiser Dimension), en la que muchos usuarios podían conectarse
simultáneamente, utilizando Telnet o un cliente MUD específico, a diversos
mundos virtuales compuestos de habitaciones y personajes. Coincidiendo con la
aparición, durante la década de los 90, del interés por el aprendizaje colaborativo
apoyado por el ordenador (CSCL,Computer Supported Collaborative Learning), el
carácter de juego de plataforma de experimentación de aprendizaje basado en la
experiencia (Doyle y Hayes-Roth 1996), especialmente en su variante TinyMUD,
menos orientada al juego de acción y más a la socialización. Por último, los Tyni
MUD dieron paso a una nueva variante, los MOO nunca fueron algo más que una
plataforma de juego con interfaz textual arcaica (Masson, 1998). Sin embargo, a
partir de la aparición del cliente MOO pueblo, fue posible utilizar MOO hipermedia
con inclusión de gráficos, sonidos y VRML) Virtual Reality Markup Languaje) lo
que prolongo su influencia hasta algunos de los desarrollos de VLE más recientes.
La metáfora de escritorio en realidad un compendio de varias de ellas ya
que tiene caracteres espaciales, estructurales y metonímicos fue presentada en
1981 para la estación de trabajo Star de Xerox, y se ha convertido en habitual para
la mayor parte de los sistemas operativos, Sin embargo aunque adecuada para la
gestión de algunos centenares de documentos, que era lo normal en aquel
momento, empieza a mostrar limitaciones en sistemas con varias decenas de
miles de archivos, cifra habitual actualmente. Algunos autores han propuesto
ampliar la metáfora del escritorio a una habitación, un edificio o una ciudad, a fin
de poder ofrecer diversos niveles espaciales. De todas ellas la metáfora de la
ciudad ha sido la más utilizada para espacios de información complejos
(DIEBERGER Y Frank 1998)
Por ejemplo Maher (1999, 2001) ha propuesto una metáfora orientativa a la
enseñanza y la investigación. Esta metáfora se basa en tres paradigmas: espacial,
representando el aspecto del mundo físico real- edificios y habitaciones, funcional
atribuyendo funciones específicas a cada uno de esos espacios- reuniones,
clases, etc- y semántico, organizando los cursos en razón del contenido en los
edificios dedicados a ellos. Para su realización la metáfora se articula en tres
niveles.
 La implementación, sobre una base de datos orientada a objetos, una
versión de LambdaMOO , que fue uno de los últimos MOO desarrollados.
 La representación, mediante un símil arquitectónico de edificios y
habitaciones
 La interfaz de usuario propiamente dicha, con tres ventanas que
muestran, respectivamente, la representación gráfica que facilita la
navegación, los iconos que enlazan con las herramientas disponibles y
una ventana de texto.
Un campo de entrada de texto, similar al de los chats, permite enviar órdenes
para la interacción con el VLE.
Por otra parte, Simoff (1999) ha elaborado un marco de evaluación para el entorno
diseñado por Maher, basado en técnicas de minería de datos aplicadas a las
transcripciones de las secciones síncronas y en el análisis de los temas de
discusión de los foros asíncronos para visualizar el grado de participación. Dichas
técnicas son, de un modo general, aplicables am cualquiera otros entornos de
enseñanza virtual basados en modelos colaborativos.
Las metáforas espaciales encuentran un campo privilegiado en entornos
orientados a un contenido específico como frog Island (Dev et al 1998) donde, a
partir de la idea original de crear un animal virtual en 3D que los estudiantes
pudieran utilizar para prácticas de disección, se llegó a un completo entorno 3D
basado en web, mundos virtuales representados mediante VRML y juegos
interactivos en java donde los estudiantes pudieran poner a prueba su
competencia.
A pesar de su atractivo visual, las metáforas espaciales no son las más
comunes en los VLE, ya sea debido a la complejidad grafica requerida o a la
posible saturación que puede ocasionar su uso continuado. La interfaz más
habitual suele ser la de una página inicial dividida en dos o más espacios (marcos
o frames) que contienen los enlaces, gráficos o textuales, a las diferentes
herramientas disponibles. El espacio aquí, por tanto, no es una réplica de un
espacio arquitectónico, sino un espacio abstracto, a medio camino entre la
metáfora orientativa y la estructural, y donde la situación de los diferentes objetos
no obedece a criterios espaciales sino organizativos, aunque puede incluir también
elementos tomados de la metáfora de escritorio, tales como iconos para
representar las posibles opciones. Es el caso, por ejemplo, de Virtual Learning
Space (http: // itlearningspace scot a..uk) desarrollado por Pereira et. Al. (2000)
cuya página inicial se divide en tres marcos: el superior, que permanece fijo para
mostrar las cuatro opciones principales (acceso, personal, comunidad, recursos),
el izquierdo que muestra las herramientas disponibles en cada caso, y el central,
donde se dispone el contenido que corresponda en cada momento.
Este tipo de metáforas mixtas son muy comunes ya que pueden servir,
dado su carácter abstracto, a distintos conceptos pedagógicos, ya estén
enfocadas al contenido o a la colaboración. Por ejemplo, Colloquia (htpp://
www.colloquia. Net); un entorno orientado al trabajo en grupo, utiliza también una
división del espacio en tres marcos: una barra superior con iconos
de
herramientas- metáfora metonímica-, un marco izquierdo con la estructura de
navegación- metáfora estructural- y un espacio principal cuyo contenido variara en
función de la acción que se realice en ese momento: datos de otros miembros del
grupo, recursos o actividades.
ARQUITECTURAS
El termino *arquitectura* tiene una amplia utilización en informática. En el
contexto que nos ocupa podremos hablar, según el nivel, de arquitectura de red,
arquitectura de aplicación o arquitectura de aplicación o arquitectura del sistema.
En todos los casos, la arquitectura establece el esquema a utilizar en la
implementación atendiendo a criterios de escabilidad, consistencia y calidad de
servicio; entre otros, e incluyendo configuración física, estructura lógica, formatos,
protocolos, secuencias a seguir en el procesamiento de los datos y relaciones
entre las partes del sistema.
Hay diversas arquitecturas de red aplicables a los sistemas de enseñanza
virtual, pero la más extendida, gracias al impulso proporcionado por internet, es la
arquitectura cliente-servidor (CS). En este modelo, uno o más clientes comunican
con un servidor para que les haga una tarea y les preste un servicio. Aunque con
frecuencia se aplica el término a la consulta de datos, ya que fue en ese ámbito
donde apareció inicialmente, el modelo CS puede emplearse en todo tipo de
servicios, tales como un servidor WEB de contenidos educativos o un foro de
discusión. Servicio es un concepto de alto nivel, entendiendo como tal que el
usuario final no está interesado en saber cómo la petición o la respuesta circulan
por la red, sino en la obtención de un resultado.
El cliente es la parte del sistema que reside en el nodo que inicia la
comunicación y que solicita y recibe el servicio. Son sus tareas:






Gestionar el interfaz de usuario,
Traducir la petición al protocolo correspondiente
Enviar la petición al servidor
Esperar la respuesta del servidor
Convertir la respuesta a un formato comprensible
Presentar los resultados al usuario
En la mayoría de los entornos de enseñanza virtual, el cliente es un simple
navegador web que se utiliza para acceder a los contenidos residentes en el
servidor.
El servidor es la parte que reside en el nodo que recibe y resuelve la petición. Sus
tareas serán:
 Permanecer a la escucha de las posibles peticiones de los clientes.
 Comprobar la autorización si fuese necesario.
 Procesar la petición recibida
 Enviar los resultados de vuelta al Cliente.
Cada servidor tiene un límite máximo para el número de conexiones que puede
manejar simultáneamente. Por tanto, según la capacidad del ordenador y el
sistema operativo que se utilice como servidor, se podrán dar más o menos
servicios simultáneamente.
La mayoría de los entornos de enseñanza virtual utilizan una arquitectura de red
cliente-servidor, si bien algunos, como el ya citado Colloquia, optan por una
arquitectura de igual a igual (P2P,peer-to-peer). En este caso no es necesario
realizar una compleja instalación y posterior mantenimiento del servidor; basta con
que cada participante instale una copia del software en su ordenador, por lo que la
experiencia puede ser más personal que cuando se utiliza un servidor central.
Además al utilizar el mismo software, alumnos y profesores tienen las mismas
posibilidades en cuanto a iniciar una actividad o un debate, lo que resulta
adecuado en enfoques constructivistas de tipo colaborativo.
En el plano de la aplicación, las arquitecturas cliente-servidor pueden ser dos
capas (two-tier) o multicapa (theer-tier, n-tier).En sistema de dos capas de interfaz
de usuario se sitúa en el ordenador cliente del usuario final mientras que la gestión
de los servicios se realiza en un servidor de mayor capacidad que atiende a
múltiples clientes simultáneamente. La solución de dos capas es adecuada
siempre que las conexiones no sean persistentes, como es el caso de muchos
servicios de internet, o que el número de clientes no sea excesivo. De lo contrario,
el nivel de prestaciones disminuye. En tales casos se utiliza una implementación
de tres capas, introduciendo una etapa intermedia entre el interfaz de usuario del
sistema cliente y los datos del servidor. Esta tercera capa puede ser, por ejemplo,
un servidor de aplicaciones que toma los datos y los remite al cliente. Esta
configuración permite separar los datos, la lógica del sistema y del interfaz. Por
este motivo se utiliza en aplicaciones de mayor entidad, cuando escabilidad y
seguridad son indispensables. Bouras et al. (2000) utilizan en su entorno ODLIS
(Open and Distance Learning Information System) una arquitectura típica de tres
capas: base de datos, servidor de aplicación e interfaz de usuario, con tres
módulos funcionales que se ocupan, respectivamente, de la administración del
entrono ODLIS(usuarios y contenidos), del proceso educativo (interacción
asíncrona profesor- alumno mediante listas de discusión y correo electrónico), y
de las secciones síncronas (video, pizarra electrónica y chat).
Suthers (2001) ha elaborado una tipología de las arquitecturas de aplicación
utilizadas en entornos de aprendizaje colaborativo. Atendiendo a los criterios de
grado de acoplamiento entre las actividades de los alumnos, adecuación para el
uso educativo, carga de red y facilidad de implementación, distingue cuatro
arquitecturas básicas:
 Centralizada: La aplicación se ejecuta en un solo sistema y envía
eventos de ventana a los restantes, de forma que todos muestran el
mismo contenido. Solo un usuario puede utilizar el ratón o el teclado, así
que sigue un esquema estricto de WYSIWIS (whar you see is what Isee9.
La necesidad de transmitir toda la información a cada uno de los
sistemas del grupo hace que el uso de la red sea poco eficiente. Un
ejemplo de este tipo es NetMeeting.
 Replicada: Cada sistema dispone de una copia completa de la aplicación
y solo es necesario transmitir algún tipo de evento de control de
sincronización, por lo que el uso de la red es más eficiente.
 Distribuida: Típicamente, la aplicación se ejecuta en un servidor y cada
cliente tiene sus propias posibilidades de control y visualización. Dado
que la visualización se elabora en el servidor y se transmite al cliente,
comparte con el modelo centralizado alguno de los problemas de
ineficiencia de red (que pueden resolverse, sin embargo, mediante
Enterpise Java Beans).
 Hibrido: Los sistemas comparten la aplicación pero no el control ni la
visualización, que pueden ser diferentes para cada uno. Así sería
posible, por ejemplo, elaborar un modelo visible como grafo, matriz o
árbol. Un cambio en el modelo se reflejara en todas las representaciones,
independientemente del tipo que fueran.
Hay que considerar, por último, la arquitectura física del sistema, estrechamente
ligada a las de red y aplicación, pero que atiende a la configuración física y a la
distribución de las cargas del trabajo, puede verse, a este respecto la descripción
del sistema de la dirección de Enseñanza virtual de la Universidad de Málaga
(Accino 2002). Un a propuesta de arquitectura para plataformas de enseñanza
virtual en 3D es la realizada por Bouras et. Al. (2001 b) en la que carga se reparte,
además del cliente, entre un servidor de mensajes y varios servidores de
aplicaciones. El servidor mensajes realiza las tareas de transmitir el contenido del
mundo virtual ofrece escabilidad y mantener la consistencia del mundo 3D.Los
servidores de aplicaciones son tres: un servidor de streaming de audio en tiempo
real, un servidor de chat, y un servidor de objetos compartidos. Este modelo
garantiza la escalabilidad dado que la carga está repartida entre varios servidores
y que resulta sencillo añadir nuevos servicios y servidores sin afectar al usuario
final.
PROSPECTIVA: OBJETOS DE APRENDIZAJE
Uno de los temas estrella de la literatura reciente sobre enseñanza virtual es el de
los objetos de aprendizaje reutilizables (RLO, Reusable Learning Objects), que
para algunos autores representan la llegada de la estandarización a los procesos
de diseño educativo 8Farrell 2001) en una suerte de aplicación del paradigma
LEGO a la enseñanza. EL LTSC (Learning Technology Standards Committee) del
IEEE define un objeto de aprendizaje como “cualquier entidad, digital o no digital,
que se pueda utilizar para aprendizaje, educación o adiestramiento” (LTSC 2002).
Esta definición ha sido calificada por otros autores como excesivamente amplia,
por lo que ha propuesto reducirla a algo más práctico como “cualquier recurso
digital que pueda ser reutilizado como medio de aprendizaje es, Wiley 2000). Un
objeto de aprendizaje es, en cualquier caso, un bloque de conocimiento que
constituye en sí mismo una unidad independiente de aprendizaje. Mientras que la
enseñanza tradicional se articula en bloques temporales de alrededor de una hora
de duración (las clases), los objetos de aprendizaje tienen una duración DE 2 A 15
minutos, se guardan en una base de datos se pueden agregar en unidades
superiores Tales como cursos. Son, por tanto reutilizables y esta es su principal
característica.
La teoría sobre la que se basan los objetos de aprendizaje toma tres principios o
metodologías del mundo de la ingeniería del software (Downes 2001):
 El diseño rápido de aplicaciones (RAD, Rapid Application Desing), que
emplea técnicas tales como la implicación del usuario final en el
desarrollo, la construcción de componentes reutilizables y el uso de
prototipos.
 El diseño orientado a objetos, de donde extrae conceptos como
prototipos, propiedades, métodos, clases y herencia.
 Los estándares abiertos, cuyo propósito es hacer posible el desarrollo de
dispositivos y aplicaciones que puedan comunicarse entre sí, cualquier
documento guardado en un formato definido por un estándar abierto,
puede ser utilizado por otras aplicaciones que compartan el mismo
estándar.
Son múltiples los intentos de fijar unos estándares aplicables a la tecnología
educativa y más específicamente a los objetos de aprendizaje (MASIE 2002). Se
pueden citar por ejemplo, el modelo LOM (Learning Objetct Metadata) propuesto
por el ya citado LTSC; el consorcio IMS (Instrucional Managament Systems) que
agrupa a importantes sectores de la industria y ha elaborado una formulación del
LOM en XML; la iniciativa ADL (Advanced Distributed Learning) y su modelo
SCORM (Sheareable courseware Object Reference Model ) promovidos por el
departamento de Defensa de EE.UU; la Dublin Core Initiative, el ISO/IEC JTCI
SC36 WG2 sobre tecnología colaborativas; el proyecto ARIADNE (Alliance of
remote Instructional Authoring and Distribution Networks Four Europe) con el
apoyo de la Union Europea;K o el Learning Technologies Worshop del CEN/ISS
(Centre Europeen de Normalisation/Information societt Standarization System).
La principal técnica de estandarización en este contexto es la utilización de
metadatos, es decir, literalmente, “Datos acerca de los datos” con los metadatos
se pretende establecer un método normalizado para proporcionar una información
descriptiva sobre un objeto, permitiendo que sea localizable y utilizable por un
sistema automatizado. Los estándares antes citados, como el LOM especifican
que metadatos son necesarios para describir adecuadamente un objeto de
aprendizaje, así como su sintaxis y semántica.
El esquema base del LOM se compone de una jerarquía de metadatos, a los que
denomina elementos de datos, agrupados en 9 categorías, Algunos elementos
pueden tener subelementos; por ejemplo, el elemento “colaboradores” puede tener
los subelementos (rol, entidad, fecha). El borrador 6.4 d3el LOM establece las
siguientes categorías (los elementos de Cada categoría (los elementos de cada
categoría aparecen entre paréntesis; para simplificar no se indican los
subelementos.
ESQUEMA BASE SISTEMA LOM
 General (Identificador, Titulo, Idioma, Descripción, Palabra clave, Ámbito,
Estructura, Nivel de agregación.
 Ciclo de Vida (Versión, Estado, Colaboradores)
 Meta-datos (Identificador, Colaboradores, Esquema de metadatos,
Idioma)
 Técnica (formato, Tamaño Ubicación Requisitos, Notas sobre la
instalación, otros requisitos de plataformas, Duración.
 Uso educativo (Tipo de interactividad, tipo de recurso de aprendizaje,
Nivel de interactividad, Densidad semántica, rol del usuario, contexto,
rango de edad, Dificultad, Tiempo habitual de aprendizaje, Descripción,
Idioma)
 Derechos (coste,nCopyright y otras restricciones, Descripción)
 Relación (tipo, Recurso)
 Observaciones (Entidad, Fecha, Descripción
 Clasificación (finalidad, Nivel taxonómico, Descripción, palabra clave)
Las especificaciones de metadatos permanecen en el nivel conceptual, es decir,
no contienen ninguna indicación sobre cómo realizar
la implementación.
Concreta- por ejemplo, lenguajes- de la gestión de los metadatos en objetos y
aplicaciones. No obstante, hasta el presente parece haber un cierto consenso en
utilizar el lenguaje XML (eXtesnible Markup Languaje) como herramienta para la
gestión de los metadatos por dos razones: a) es un lenguaje estructurado en el
que cada objeto de la jerarquía puede tener prioridades y contener otros objetos,
lo que lo hace adecuado para la representación de los objetos de aprendizaje y de
sus metadatos. b) Cualquier ordenador puede leer, interpretar o escribir un
documento XML bien formado, es decir, que siga fielmente el esquema que define
la estructura que debe tener.
Sin embargo, otros autores, han señalado que a pesar de la aceptación general
XML es fundamentalmente un lenguaje de modelado de datos y por tanto, no es el
medio más adecuado para la representación de metadatos. En su lugar, se
propone la utilización de RDF (Resource Description Framework, http:/ / www.w3.
Org/RDF/) llevando la idea
de metadatos al ámbito, más avanzado
conceptualmente, de la Web semántica propuesta desde el consorcio W3C, cuya
finalidad explicita es hacer posible que los recursos existentes en la web sean
“comprensibles” por ordenador. Este objetivo enlazaría con el concepto de objeto
de aprendizaje, si bien en la Web Semántica los metadatos se sirven de la
arquitectura de igual- a- igual utilizada por el RDF en lugar de la estructura
centralizada del modelo cliente-servidor, recuperando así la filosofía democrática
original de la red (Nilsson et al. 2002)
Los contenidos reutilizables pueden resultar adecuados para el reciclaje en
ambientes empresariales, donde la actividad formativa gira en torno a una
temática definida y cuya finalidad es el adiestramiento profesional. Por ejemplo,
una de las primeras implementaciones de la tecnología de objetos de aprendizaje
fue la realizada por Oracle a finales de los 90 en su entorno OLA (Oracle Learning
Application. (Los contenidos se almacenaban en la base de Aprendizaje Ola (OLA
Learning Base) como objetos organizados en una estructura jerárquica cuyo nivel
más bajo era el “tópico”.
Cualquier objeto puntual de información como un documento o una imagen, por
encima se encontraban sucesivamente grupos de tópicos, cursos, currículos y
secuencias de entrenamiento y certificación, entendidas estas como una
ordenación lógica de los conocimientos necesarios para obtener un determinado
grado de preparación o un certificado. Todos los objetos eran reutilizables en
diferentes secuencias de aprendizaje gracias a la técnica denominada Reusable
Content Objects (RCO), basada en identificar los objetos mediante metadatos que
permitían agruparlos y ordenarlos de diversas maneras.
Siguiendo un esquema muy similar, la Reusable Learning Object Strategy de
CISCO se basa en los llamados objetos de información reutilizables (RIO,
Reusable Information Objects) y esta específicamente orientada al auto
adiestramiento sin instructor. Los RIO se componen de tres tipos de elementos
contenidos, prácticas y evaluación, y se agrupan en jerarquías que siguen una
escala Curriculum-Unidad-Modulo-Lección (RLO)- Tema/ Pagina /RIO) (Barrit y
Lewis 2000).